连拱隧道施工控制要点及防排水控制

摘要：曲墙隧道作为一种新型的工艺在隧道建设中应用越来越广泛，本文就洋湾隧道的施工谈谈曲墙隧道的施工特点和与直墙隧道防排水的区别。

关键词：连拱隧道；施工；防排水

一、引言

公路以其快速、便捷、高效的特点在我国交通运输当中所占比重越来越大，而隧道尤其是整体式连拱隧道作为公路建筑中重要的一部分，它在设计、施工、实际应用也越来越广泛。隧道最忌讳的是排水，如何提高整体式连拱隧道防排水效果，做到滴水不漏，日益成为设计、施工单位关注的焦点。 在金（华）丽（水）温（州）高速公路永嘉鹿城段，作为浙江省第一座整体式曲墙连拱隧道―洋湾隧道，本人有幸成为该隧道的现场监理，参加了从原设计直墙隧道到变更为曲墙隧道的施工全过程，现就洋湾隧道谈谈整体式曲墙连拱隧道的施工和防排水特点及其效果。

二、 工程概况：

2、 洋湾隧道原设计为直墙隧道，根据现场水文地址情况，渗水多、水不容易排出，后变更为曲墙隧道。施工方法采用新奥法施工，正台阶法掘进。

三、整体式曲墙连拱隧道施工控制要点：

（一）因地制宜确定掘进与支护型式

针对隧道埋深浅、偏压明显与复杂的围岩状况，施工准备阶段即排除了全断面掘进方法。根据“新奥法”原理，确定以正台阶法施工，上下台阶按长台阶间距分期推进。通过短期摸索，完善了不同围岩的掘进与支护方法，在全线推广。

上台阶采用上弧导坑环形开挖，预留核心土。上台阶掘进之前，先在拱部顺线路方向施打38根φ101mm，长9m的超前管棚，加注水泥浆液作预支护，形成龟壳形保护层。在超前支护达到预期强度后，拱部采取环形开挖，预留核心土支挡，每个循环进尺，严格按一榀钢拱架0.5m的间距控制，对洞口浅埋、偏压地段，局部加密钢拱架支护，循环进尺缩小为0.3m。这样“预注浆、短循环、早封闭、强支护”的综合措施，适应洋湾隧道各类复杂的地质条件。洋湾隧道右线西洞口，在偏压、淋水的残坡积土层中进洞，原本设计用侧壁导坑法掘进，因担心工序过多，围岩多次扰动，更不利于围岩稳定，迟迟未能进洞。后确定改用正台阶环形开挖，并强化掌子面双液注浆固化堵水措施，取得了很好的效果。

（二）中隔墙混凝土标号与抗渗标号的控制与选择：

（三）如何保证中隔墙厚度、衬砌厚度均符合设计要求：

四、如何做到隧道防排水等级的提高：

隧道最忌讳的是排水，如何做到防排水等级的提高是隧道施工最重点，也是最难点。隧道施工中有些围岩（特别是钙质围岩）在渗水中含有游离态活性钙离子，初期支护中水泥硬化后也会有游离态活性钙离子，游离态活性钙离子与空气中二氧化碳接触后会发生反应生成碳酸钙沉淀，在初期支护面上沉淀积累后会造成防排水层的局部堵塞，因此在二次衬砌时应对初期支护面上的沉淀进行清除；同时沉淀积累后也会造成局部的纵向排水管堵塞，为了避免这一情况的发生，曲墙式连拱隧道要求采用的排水管应具有通透性良好、化学性能中性的要求，同时现场应对纵向排水管的坡度进行严格控制，保证不小于2%，以便引排水和养护中定期的注水疏通。

在实际施工中由于初期支护面变形不能达到与设计相符而产生凹陷，造成初期支护面与中隔墙的接触面不一致而产生台阶，为了避免中隔墙处混凝土尖角戳穿纵向防水板或防水板受二次衬砌的挤压产生破坏。因此在二次衬砌施工之前，应对初期支护面产生的凹陷进行补喷混凝土，使初期支护面与中隔墙的衔接面平顺、流畅。

有些隧道明暗洞在衬砌厚度和直、曲上的差别，导致在明暗洞交界处，纵向排水管平面位置相差50-70cm并形成直角交错，如何平缓衔接纵向排水管和有效引排防水层是个值得探讨的问题。洋湾隧道根据现场实际情况，由监理工程师和施工单位商讨决定，将套拱部位套拱与初支面的三角形地带用混凝土喷射平顺，并在套拱以外1m明洞处均设置防水板，防水板按照暗洞结构施工，可以有效的避免以上的情况。

五、曲墙隧道与直墙隧道防排水流程的区别：

曲墙隧道是将中隔墙从防排水、受力结构中分离出来，做为单纯的受力结构，而没有排水功能，防排水按单洞进行设计施工。曲墙隧道在中隔墙浇筑时预留一个半圆形槽子，在槽子中安放纵向软式排水管。纵向在二次衬砌间每隔一段距离设置一道环向排水管，环向排水管外面设置土工布滤层汇水，土工布外面设防水板防水。在初期支护面内打入钢钉，用钢钉加固防水板。环向排水管和预留的纵向排水槽用φ5软式透水管连接，软式透水管必须用土工布包好。曲墙隧道的防排水流程是洞内的渗水渗透汇集在土工布上，，通过软式透水管流到纵向排水管，再由纵向排水管将水排出。靠边墙侧的渗水通过软式透水管经φ10铸铁管排向侧边沟，再由侧边沟排出隧道。 直墙隧道的防排水是按双洞进行设计施工的，中隔墙不仅受力，还有防排水的作用。在中隔墙顶面上铺设防水板，位置是衬于中央排水管下方与拱墙防水板进行焊接成为整体，在中隔墙上设置竖向排水管与中央排水管进行连接，下方接入隧道侧沟，与侧沟形成完整的排水系统，。靠中隔墙侧的渗水通过防排水层渗透到引水管，通过引水管、排到侧边沟。靠边墙侧的排水与曲墙相同。

直墙隧道在施工中由于初期支护面的变形而与设计不相符，产生凹陷，中隔墙防水板与拱墙防水板不能较好的衔接；在二次衬砌时，模注混凝土也会对防排水层进行挤压，以致防排水层与引水管就会容易产生错开，衔接不顺畅，甚至防排水层不能与引排水管衔接，隧道中的渗水就不能很好的渗透到引排水管。同时预留的孔也不能很好的控制，孔预留大了会造成中隔墙的厚度不够，中隔墙掏空；预留小了pvc管插入不进去，另外直墙也会导致施工空间狭小，操作不便；另外纵向排水管在浇筑混凝土过程中易堵塞，不能起到排水作用，防水板在中隔墙回填后易破损。而曲墙隧道就不存在这样的问题，渗水只需通过盲沟渗透到纵向排水管，由纵向排水管排出隧道即可；因此对于隧道的防排水曲墙隧道比直墙隧道更胜一筹。

五、曲墙隧道与直墙隧道的效果比较：

（一）施工工期的比较：

曲墙隧道中隔墙是曲线形，在施工中模板安装时需小心，仔细检查，防止模板的错台、不在同一平面上或中隔墙的线形不一致。以致中隔墙混凝土面的不平整、线形不美观，二次衬砌的厚度不够、隧道净空不够等情况的发生。因此与直墙相比，曲墙的施工工期会更长。但笔者认为曲墙隧道的中隔墙施工工期延长，对整个隧道施工的总工期不会产生较大的影响。

（二） 工程造价的比较；

由于施工难度比直墙大，造价比直墙高一点是理所当然的，笔者在这里就不在加以论述了。

（三） 综合性能的比较：

曲墙隧道在施工工期和造价方面不及直墙隧道，但都在允许范围之内，与直墙隧道相差不会很大。但隧道最忌讳的是防排水而曲墙隧道的排水性能明显优于直墙隧道，因此从长远角度考虑本人觉得曲式中隔墙更适合于隧道工程。

结语：曲墙式连拱隧道的出现，在很大程度上提高了隧道的防排水性能，为确保连拱隧道的质量要求和整体稳定性上一个台阶提供了有利的条件，但作为连拱隧道中出现的新结构，其质量控制标准和要求有待进一步健全和完善。因笔者水平有限，如有不当之处还请各位多多指正。